探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標(biāo)模擬性的意義

1、2008年全國煉鐵技術(shù)交流會(huì)論文集1探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標(biāo)模擬性的意義探討現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標(biāo)模擬性的意義程顯玉（本溪鋼鐵集團(tuán)公司）摘要：摘要：從焦炭在高爐中劣化過程探討焦炭質(zhì)量指標(biāo)從焦炭在高爐中劣化過程探討焦炭質(zhì)量指標(biāo)M4040、、M1010、CRICRI（反映性）（反映性）、CSRCSR（反應(yīng)后強(qiáng)度）的模擬性。認(rèn)為（反應(yīng)后強(qiáng)度）的模擬性。認(rèn)為M4040、和M1010對(duì)高爐塊狀帶有一定模擬性，但塊狀帶對(duì)焦炭劣化不太明顯；對(duì)高爐塊狀帶有一定模

2、擬性，但塊狀帶對(duì)焦炭劣化不太明顯；CRICRI在無堿條件下測定，而高爐中均積累了一定數(shù)量的循環(huán)堿在無堿條件下測定，而高爐中均積累了一定數(shù)量的循環(huán)堿，因此，，因此，CRICRI指標(biāo)對(duì)實(shí)際焦炭質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)，由此衍生出傳統(tǒng)配煤技術(shù)概念需要更新的問題。指標(biāo)對(duì)實(shí)際焦炭質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)，由此衍生出傳統(tǒng)配煤技術(shù)概念需要更新的問題。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：焦炭質(zhì)量指標(biāo)焦炭質(zhì)量指標(biāo)顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)堿反應(yīng)性反應(yīng)性1前言焦炭是高爐煉鐵的主要原燃料之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)

3、高爐順行起著舉足輕重的作用。高爐大型化和富氧噴煤工藝是世界范圍內(nèi)高爐技術(shù)發(fā)展的趨勢，高爐風(fēng)口實(shí)現(xiàn)富氧噴吹新技術(shù)能夠顯著降低焦比，提高高爐的利用系數(shù)。高爐大型化和高爐噴吹對(duì)焦炭的質(zhì)量要求逐年提高，如果仍然按現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行提高，但能否真正提高焦炭在高爐中應(yīng)用時(shí)的質(zhì)量，依然缺乏高爐煉鐵條件下的模擬性。焦炭質(zhì)量指標(biāo)中的灰分、硫分、磷的含量無可爭議；焦炭塊度要求均勻早獲共識(shí)。但與焦炭強(qiáng)度有關(guān)的一些指標(biāo)卻存在著一些爭議。近20年來，由于各國對(duì)

4、高爐先后進(jìn)行了解剖，以及風(fēng)口取焦樣裝置的研制成功，有條件對(duì)風(fēng)口焦和相應(yīng)的入爐焦的各項(xiàng)性質(zhì)做確切的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以及在實(shí)驗(yàn)室條件下從不同角度進(jìn)行高爐局部條件的模擬實(shí)驗(yàn)，使焦炭在高爐中的劣化過程細(xì)節(jié)得到進(jìn)一步深化。因此，有條件對(duì)現(xiàn)行冶金焦炭質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)，探討其在高爐中劣化過程的模擬性，是非常必要的。２焦炭質(zhì)量指標(biāo)對(duì)焦炭在高爐中劣化的模擬性２焦炭質(zhì)量指標(biāo)對(duì)焦炭在高爐中劣化的模擬性２.1M40和M10用各種規(guī)格不同的轉(zhuǎn)鼓，以不同的操作方法來測試

5、焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度已有很長的歷史。真正較清楚焦炭在高爐中的劣化過程是在高爐解剖之后，現(xiàn)在通用的是米庫姆轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，得出的指標(biāo)是M40和M10。2.1.1M40M40為冷態(tài)抗裂強(qiáng)度。它對(duì)焦塊從高爐落下到料柱上面和落下后再承受下批原材料落下時(shí)的沖擊，以及焦塊在塊狀帶階段承受的壓力具有一定的模擬性。如果焦塊沒有裂紋和結(jié)構(gòu)上的缺陷，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，焦塊不會(huì)開裂。這樣的焦塊，經(jīng)塊狀帶也不會(huì)開裂。否則，就會(huì)開裂成小塊焦。因此爐外整粒和進(jìn)高爐前轉(zhuǎn)碾運(yùn)輸對(duì)于穩(wěn)定

6、焦塊塊度，即提高M(jìn)40指標(biāo)是有利的。此外，塊狀帶下部，雖然溫度已上升，但仍在煉焦終點(diǎn)溫度下，熱的作用對(duì)焦塊結(jié)構(gòu)不應(yīng)有影響，因此，標(biāo)志冷態(tài)抗裂強(qiáng)度的M40在塊狀帶有一定的模擬性。各國高爐解剖結(jié)果都說明，經(jīng)塊狀帶，焦塊平均直徑變化很小，而且變化的原因主要來自磨2008年全國煉鐵技術(shù)交流會(huì)論文集3異性為主要成分的、由中變質(zhì)程度肥煤、焦煤所煉制焦炭，用國標(biāo)測得的CRI和CSR值一般相差十分明顯，而在有堿存在下測得的CRI和CSR，兩者差別卻大大

7、縮小。就是說，目前十分受重視的國標(biāo)CRI和CSR指標(biāo)的優(yōu)劣差別的順序，對(duì)焦炭在實(shí)際高爐生產(chǎn)中所顯示的優(yōu)劣差別并非如此順序，甚至可能是逆轉(zhuǎn)的順序。這將誤導(dǎo)人們對(duì)焦炭質(zhì)量優(yōu)劣的正確認(rèn)識(shí)，成為多配用稀缺中變質(zhì)程度、強(qiáng)粘結(jié)性煤的依據(jù)。3.3.傳統(tǒng)配煤技術(shù)概念更新的必要性傳統(tǒng)配煤技術(shù)概念更新的必要性長期以來，由于高爐內(nèi)部的動(dòng)態(tài)難以捉摸，煉鐵對(duì)焦炭的要求難以找到科學(xué)依據(jù)，焦炭質(zhì)量指標(biāo)缺乏可靠的模擬性。為了保證高爐生產(chǎn)順行，盡量把已定的焦炭質(zhì)量指標(biāo)提

8、高到最高水平，保證我國有限的煉焦煤資源得到合理利用。傳統(tǒng)的配煤技術(shù)對(duì)高質(zhì)量的高爐焦炭質(zhì)量要求M40高、M10低、CRI低、CSR高。要生產(chǎn)這樣的焦炭，根據(jù)本鋼煉鐵廠焦化車間目前生產(chǎn)條件看必須配用60%以上稀缺的中變質(zhì)程度、強(qiáng)粘結(jié)性肥煤和焦煤，由這些煤煉成焦炭后所衍生的焦炭顯微結(jié)構(gòu)在光學(xué)上是各向異性占絕對(duì)優(yōu)勢的，即在有堿存在下反應(yīng)性是高的。相反，配用大量儲(chǔ)量豐富（占煉焦煤儲(chǔ)量60%以上）的低變質(zhì)程度、弱粘結(jié)性的氣煤類煤，其所制成的焦炭含有

9、大量抗高溫堿侵蝕性能良好的各向同性結(jié)構(gòu)。氣煤類弱粘結(jié)性煤的焦炭，其各向同性結(jié)構(gòu)的高溫抗堿侵蝕能力比焦炭中其它各向異性結(jié)構(gòu)強(qiáng)，這項(xiàng)研究成果是多用弱粘結(jié)性的氣煤的理論基礎(chǔ)。這就是說，按照上述討論的觀點(diǎn)和研究結(jié)果，只要保持一定M40、M10值和保持有堿和無堿時(shí)相比測定結(jié)果趨于相近的CRI和CSR值（配用氣煤類煤的焦炭）的焦炭，就會(huì)達(dá)到既能保證高爐順行，又能達(dá)到多用氣煤類煤的目的。多配用氣煤類煤對(duì)企業(yè)可降低焦炭原料成本，降低焦炭灰分（我國氣煤類

10、煤一般灰分低而易洗），如：寶鋼焦炭的M40和M10由于采用配型煤和干洗焦兩項(xiàng)新技術(shù)，配入大量氣煤類煤，所得焦炭的M40和M10并沒有明顯變壞。關(guān)鍵在于如何精確而有效選擇CRI和CSR的操作條件和適用范圍。然而，對(duì)于其他企業(yè)，如果接受了所提出的配煤技術(shù)新概念，則必須降低對(duì)現(xiàn)行焦炭質(zhì)量指標(biāo)中的M40和M10、CRI、CSR的要求。關(guān)鍵在于降低要求后對(duì)高爐生產(chǎn)是否有影響，降低到什么程度才有影響。各企業(yè)從考慮企業(yè)降低焦炭的原料成本和國家煉焦煤資

11、源現(xiàn)狀能作進(jìn)一步工作。煉鐵廠溪湖廠區(qū)結(jié)合煤炭市場情況，在集團(tuán)公司原料處的支持下，合理選擇煤種，進(jìn)行焦炭質(zhì)量攻關(guān)，制定科學(xué)合理的配煤比，采用專業(yè)技術(shù)測算和到技術(shù)中心做小焦?fàn)t試驗(yàn)等技術(shù)手段，根據(jù)入廠煤質(zhì)量情況，最大限度地降低配煤揮發(fā)分和提高配煤結(jié)焦性，將氣煤取消，適時(shí)采取了配加瘦煤（10%）降低配煤揮發(fā)分的五種煤煉焦〔主焦煤（兩種）、13焦煤、肥煤、瘦煤〕，焦炭強(qiáng)度達(dá)到M40、≥77%，M10≤8.0%，反應(yīng)性29.45%，反應(yīng)后強(qiáng)度58.